【正文】 之，新航行系統(tǒng)將對全球航空運輸?shù)陌踩浴⒂行?、靈活性帶 來巨大的變革，新航行系統(tǒng)使民用航空進入了行動發(fā)展時代。 In other areas, especially in area airspace of the ocean and remote land , will adopting the automatic depend surbveillance. The air traffic management system, the air traffic management system is an important part of the new navigation system 美國和歐洲新一代民航運輸系統(tǒng)研究綜述 6 and it is based on munications, navigation and monitoring system with the facilities and application software bination. In short, the new navigation system will bring the huge change to the global air transport safety, efficiency, flexibility , the new navigation systems make civil aviation into the action age. Key word: munications ； navigation； surveillance； the air traffic management 第一章、 序言 國際民航組織（ ICAO）基于對未來的商務交通流量的增長和應用需求的預測，為解決現(xiàn)行航行系統(tǒng)在未來航空運輸中的安全、容量和效率不足的的美國和歐洲新一代民航運輸系統(tǒng)研究綜述 7 問題， 1983 年提出了在飛機、空間和地面設施三個環(huán)境中利用衛(wèi)星和數(shù)字信息提供的新進通信（ C）、導航（ N）、和監(jiān)視 (S)技術。隨著各種可用的 CNS 技術的日臻成熟，人們愈加注重由新航行系統(tǒng)產生的效益，同時意識到在實現(xiàn)全球有效航空運輸目的上，空中交通管（ ATM）是使 CNS 相互關聯(lián)、綜合利用的關鍵?；谶@一發(fā)展新航行系統(tǒng)的思想， 20世紀 90年代初期， ICAO 將 FANS 更名為 CNS/ATM 系統(tǒng)。 1998 年， ICAO全體大會再次修訂了全球 CNS/ATM 實施規(guī)劃，其內容包括技術、運營、財政、法律、組織等多個領域，為各個地區(qū)實施性航行系統(tǒng)提供了更具體的指導。新航行系統(tǒng)是民用航空進入了新的發(fā)展時代。通信、導航和監(jiān)視是基礎設施，空中交通管理是管理體制、配套設施及其應用軟件的組合。 通信技術，對于通信，最關鍵的在于數(shù)據的雙向傳輸，尤其是飛機與地面的通信。飛機的電子設備之間，地面各個單位、部門之間，都通過航空電信網（ ATN）連接。采用全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)（ GNSS）來提供全球覆蓋，并用于飛機航路導航和進離場進近著陸、差分衛(wèi)星導航系統(tǒng)（ DGNSS）將逐步取代 ILS,NDB、美國和歐洲新一代民航運輸系統(tǒng)研究綜述 8 VOR、 DME 將逐步退出導航領域，保留慣性導航（ IRS/INS）并發(fā)展與衛(wèi)星組合的導航系統(tǒng)。 空中交通管理（ ATM）系統(tǒng)， 空中交通管理系統(tǒng)是新航行系統(tǒng)的一個重要組成部分，是構筑在通信、導航和監(jiān)視系統(tǒng)之上的管理系統(tǒng)，是配套設施及其應用軟件的組合。 新航行系統(tǒng)是一個完整的系統(tǒng)。其中的通信、導航和監(jiān)視系統(tǒng)以硬件設備和應用開發(fā)為主，空中交通管理則以數(shù)據綜合處理和規(guī)程管理運行為主。 新航行系統(tǒng)是一個全球一體化的系統(tǒng)。適用于廣大用戶和各種水平的機載電子設備。以保證去的協(xié)調一致的運行效果，是空中交通管理和空域利用率達到最佳的水平，從而實現(xiàn)全球一體化 ATM 的目標。其中，衛(wèi)星技術和數(shù)據處理技術從根本上克服了路基航行系統(tǒng)固有的而又無法解決的一些缺陷，如覆蓋能力 有限、喜好質量差等。 新航行系統(tǒng)實施采取先輔后主，先易后難的原則。 NGATS 具有以下五大特點：以用戶為中心：用戶可以直接進入按它們的需要所設計的數(shù)據系統(tǒng)，進行準確和快速決策。簽派員、飛行計劃人員、管制員和流量管理人員將集中于“ endend”的戰(zhàn)略流量管理上，盡量減少對單次飛行的干預。在陳舊的條例、政策和業(yè)務模式上嫁接新技術是很難成活的。鼓勵公眾接受新的和即將引進的重要技術是政府和行業(yè)的責任。由于航 空運輸是全球性的，因此也要鼓勵國際航空團體的加入。 NGATS 將通過前攝性地發(fā)現(xiàn)和預測風險，在風險發(fā)生之前進行預防。 NGATS 將建立新的文化，鼓勵共享安全信息。D）的進行。 全球融合一致：建立現(xiàn)代化系統(tǒng)能夠促進整個行業(yè)的發(fā)展，但新系統(tǒng)的建立并不是要在舊系統(tǒng)和技術上拼湊，那樣會增加額外的成本。建立全球合作和協(xié)作的框架?；谛阅艿姆蘸突陲L險的安全管理方法是保證建立協(xié)調一致系統(tǒng)的關鍵，這個系統(tǒng)將允許對飛機的性能和地區(qū)服務上有差別。全球協(xié)調一致美國和歐洲新一代民航運輸系統(tǒng)研究綜述 10 并不只局限于空中交通管理，它也適用于環(huán)境、安全和保安等各個方面。自 1995 年丹佛機場以后，美國沒有再新建過一家大型機場，即使只增加跑道也會招致地方的 反對。 NGATS 要能夠從伙伴機構擁有的新技術開發(fā)和良好的政府 私營部門關系中受益，例如， NASA 已經設計研發(fā)了低阻力、低排放、低噪聲、省油的飛機和發(fā)動機； JPDO 里的環(huán)境 IPT 已經在在進行國家空域系統(tǒng)實施 CDA（連續(xù)下降進近）程序的工作。為了適應未來的航空需求，美 國和歐洲都開始對各自的航空運輸系統(tǒng)進行現(xiàn)代化。私營部門的參與主要是選派技術人員和專家參加 JPDO 中的某個綜合產品工作組（ IPT），和參加新一代航空運輸系統(tǒng)學會（ NGATS Institute），該學會主要是從事研究工作。 私營部門充當?shù)慕巧?NGATS 與 SESAR 的一個不同點。兩年之后， SESAR 項目聯(lián)合體將制定一個“空中交通管理總體計劃”，詳細說明歐洲空中交通管制現(xiàn)代化計劃。 NGATS 更加綜合一點，除了空中交通管理，還包括保安、環(huán)境和其他方面的問題，是對整個交通運輸系統(tǒng)的轉換?！?JPDO 運美國和歐洲新一代民航運輸系統(tǒng)研究綜述 11 用的是反復征求意見的方法”，而 SESAR 是以項目下發(fā)的。而 SESAR 項目聯(lián)合體更多的是以項目為取向，這主要是由于工業(yè)部門的參與，工業(yè)部門在空中交通聯(lián)合會（ Air Traffic Alliance）的領導下，利用自己在飛機制造業(yè)和地面 ATC 系統(tǒng)中的經驗來從事現(xiàn)今 SESAR 定義階段的工作。美國的空域比較廣闊、復雜，有著很多歐洲國家所沒有的通用航空，但是，這些都需要和諧發(fā)展。而破除空域分割并不一定能緩解歐洲航空運輸系統(tǒng)帶來的壓力。利用自動相關監(jiān)視播報 ADS－ B（一個定位系統(tǒng)）從基于地面的航空運輸管理系統(tǒng)向基于衛(wèi)星的航空運輸管理系統(tǒng)的轉換就是一個解決方法。 兩者的 相同點 它們之間有很多相似之處。盡管 Eurocontrol 和 JPDO 都各自抓緊自己的工作，但是他們也正在努力合作，都努力使各自的航空運輸系統(tǒng)能共同使用，這從他們正在加強交流（比如說人事上的合作）就能看得出來，而人事上的合作是從今年六月份派 Meckiff到 JPDO 的工作安排開始的， Meckiff 在接下來的兩年中將參與 JPDO 的工作。很明顯， Eurocontrol 與 JPDO 都意識到了他們一起合作、一起建設全球通用的航空運輸系統(tǒng)的重要 性，這使飛機在飛越不同國家空域時可美國和歐洲新一代民航運輸系統(tǒng)研究綜述 12 以不配備幾套不同的設備。依照 Meckiff 的說法， SESAR 與 NGATS 的相同之處要多于不同之處，這將使得全球融合性更加容易，這對美國和歐洲的航空運輸系統(tǒng)的提供者和使用者來說都是天大的好消息。他在最近說，“ NGATS 與 SESAR 之間可以合作的層次很多， 但是 最基礎的是兩者之間的通用性”。他說，SESARNGATS 的相同之處要多于不同之處。他們主要的目標是建立各自的、能滿足未來的航空旅行需求的航空運輸系統(tǒng)。但是， Meckiff 說解除空域分割在不遠的將來會實現(xiàn)，這是鑒于未來航空運輸系統(tǒng)的壓力，這也是為什么 Eurocontrol 和 SESAR 都在考慮與 JPDO 相同的解決辦法的原因。美國新一代航空運輸系統(tǒng)（ NGATS）與歐洲單一天空實施計劃（ SESAR）不同的 一個方面是他們所強調的技術重點不一樣。 第二章、 通信系統(tǒng) 甚高頻（ VHF）和 高頻 HF語音 /數(shù)據通信 (1)組成 美國和歐洲新一代民航運輸系統(tǒng)研究綜述 13 機載 VHF 電臺 地面 VHF 通信終端 (2)主要技術指標 ? 工作頻率： ～ ? 工作方式：半雙工 ? 通信距離： 250NM 以內 (3)用途 地面與飛機及飛機與飛 機之間進行話音聯(lián)系的工具。 航空移動衛(wèi)星服務（ AMSS）語音 /數(shù)據通信 AMSS 為航空用戶提供遠距數(shù)據鏈和話音通信。其中， 衛(wèi)星轉發(fā)器：由同步軌道衛(wèi)星完成饋送鏈路和服務鏈路間的頻率轉換。 飛機地球站 (AES)：飛機上用來進行 AMSS 通信的設備，包括天線、衛(wèi)星數(shù)據單元和高功率放大器等機載電子設備。包括天線、收發(fā)信機、信道單元和網絡管理設備。與 VHF 通信相比， AMSS 通信延遲時間較長 (高軌道同步衛(wèi)星 )。 SSR/S 模式數(shù)據鏈 S 模式即選擇模式， S 模式是二次雷達 (SSR)的一種增強模式，允許地面管制單位有選擇的詢問，在地面詢問和機載應答裝置之間具備雙向交換數(shù)據功能。 對通信功能而言，因為 S 模式的數(shù)據鏈仍沿用了 SSR 的工作方式，勢必受到天線掃掠間歇的影響限制，是依賴于 S 模式的通信次數(shù)、速率和實時性差于 VHF 數(shù)據鏈。 美國和歐洲新一代民航運輸系統(tǒng)研究綜述 15 航空電信網（ ATN） ATN 是全球范圍內，用于航空的數(shù)字通信網絡 和協(xié)議。 ATN 將按照國際標準化組織 (ISO)的開放互連 (OSI)7 層模型來構造。各類子網之間利用路由連接器連接，用戶經路由器通過網關進入 ATN，再按照網間協(xié)議和標準進行信息交換。飛機路由器確保飛機信息通過要求的媒體發(fā)送。但是，所需通信性能 (RCP)將是今后通信技術發(fā)展和應用時共同遵守的標準，如同 RNP。 ATN 早期應用－ ACARS 的應用 (OOOI 過程 ) 飛行階段 來 自 飛 機 到 飛 機 滑 行 鏈路測試 /時鐘更新； 燃油 / 機 組 信 息 ； 延誤報告； 滑行； (OUT) 離港前許可 (PDC)； 自動終端情報服務； 載 重 和 配 平 ； 機場分析； 垂 直速度； 飛行計劃硬拷貝，注入FMS； 起 飛 飛機脫離跑道信息；(OFF) 離 港 發(fā)動機數(shù)據； 飛行計劃更新； 氣象報告； 美國和歐洲新一代民航運輸系統(tǒng)研究綜述 16 航 路 位置報告； 氣象報告； 預計到達時間； 話音請求； 發(fā)動機信息； 維修報告； ATC 許可； 氣象報告； 再許可； 地面話音請求 (選擇呼叫 )； 進 近 準備； 廊橋請求； 預計到達時間； 特殊請求； 發(fā)動機信息； 維修報告； 廊橋確認； 廊橋聯(lián)系； 旅 客 和 機 組 信 息 ； 自動終端情報服務； 著 陸 著陸信息； (OFF) 滑 行 滑行到停機坪； 燃油信 息； 機組信息； 取自中央維修計算機的故障信息； (IN) 第三章：導航系統(tǒng) 所需導航性能和區(qū)域導航 RNP/RNAV 區(qū)域導航不是一個新概念，但在新航行系統(tǒng)環(huán)境下，新導航系統(tǒng)賦予了使用幾十年的區(qū)域導航以新的含義。由于當時還沒有機載計算組件，飛機按逐臺徑向導航方法飛行。根據當時所用系統(tǒng)性能和特性， RNAV 被確認為一種導航方法，允許飛機在導航臺信號覆蓋范圍內，或在機載自主導航設備能力限度內，或在兩者配合下按所需航路飛行。雖然可以依靠機載計算組件作用，在導航臺的覆蓋范圍內設計一條比較短捷航路，但是，航路仍然考慮地面是否建有導航臺而設計。 星基 RNAV 的應用 衛(wèi)星導航系統(tǒng)的應用，從根本上解決了由地面建臺困難導致空域不能充分利用的問題。在空域利用允許情況下，依靠衛(wèi)星導航系統(tǒng)的多功能性，或者與飛行管理計算機的配合，飛機容易實現(xiàn)任意兩點間的直線飛行，或者最大限度地選擇一條短捷航路。因而可以認為，衛(wèi)星導航技術的應用使 RNAV 充分體現(xiàn)了 Random Navigation（隨機導航）的思想。 94年， ICAO 在正式頒布 RNP 手冊 (Doc 9613AN/937)中定義 RNP 為：飛機在一個確定的航路、空域或區(qū)域內運行時，所需的導航性能精度。 RNP 也是目前提出的所有所需性能 RXP(X=C、 N、 M、 ATM、 tS)中唯一有明確說明和規(guī)美國和歐洲新一代民航運輸系統(tǒng)研究綜述 18